一种快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置及系统的制作方法

本技术属于化学能制氢，具体涉及一种快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置及系统。

背景技术：

1、氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

2、氢燃料电池包括贵金属材料，受限于贵金属材料的价格，现有的氢燃料电池使用成本较高，故氢燃料电池存在使用范围有限的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置及系统，用以解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、第一方面，本实用新型提供了一种快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，包括碱液铝制氢模块、变压吸附模块、氢燃料电池、水循环模块和控制模块；

4、碱液铝制氢模块上设有第一管道，第一管道包括第一供氢管、进液管和出液管，碱液铝制氢模块通过第一制氢管连接变压吸附模块，碱液铝制氢模块通过进液管和出液管连接水循环模块，且第一管道上均设有快换接头；

5、氢燃料电池上设有第二管道，第二管道包括第二供氢管、返氢管和排水管，氢燃料电池通过第二供氢管和返氢管连接变压吸附模块，氢燃料电池通过排水管连接水循环模块；

6、控制模块分别通讯连接碱液铝制氢模块、变压吸附模块、氢燃料电池和水循环模块。

7、在一种可能的设计中，碱液铝制氢模块包括壳体和反应板，壳体围成反应池，反应板固定在反应池上，反应板包括底板和立板，立板设有若干个并间隔设置在底板的顶面上，相邻立板之间形成反应槽，且至少立板由铝金属制成；相应地，第一管道连接壳体。

8、在一种可能的设计中，快换接头包括第一套筒、第二套筒和保护套，第一套筒的一端插接至第二套筒上，第一套筒和第二套筒之间设有第一连接结构，保护套套接在第二套筒上并通过第二连接结构连接第二套筒，且保护套位于第一套筒和第二套筒重叠部分；

9、第一套筒和第二套筒内分别设有一个锁紧结构，两个锁紧结构的端部抵接，且两锁紧结构中的一者用于关闭快换接头。

10、在一种可能的设计中，锁紧结构包括支座、抵接面、锁紧杆和第一弹簧，其中，支座固定在第一套筒或第二套筒上，支座对侧设有抵接面，抵接面构造为环形的圆锥面，锁紧杆一端滑动设置在支座上，锁紧杆另一端延伸至抵接面外，第一弹簧套设在锁紧杆上，且第一弹簧一端固定连接锁紧杆，第一弹簧另一端抵接支座。

11、在一种可能的设计中，第一连接结构包括滚珠和第一卡环，第一套筒的外周设有第一卡槽，滚珠设有若干个并均布在第一卡槽上，第二套筒的内周上设有第二卡槽，第一卡环的部分插接在第二卡槽内；

12、第二连接结构包括第二卡环和第二弹簧，第二套筒的外周设有第三卡槽，第二卡环的部分插接在第三卡槽内，第二弹簧套接在第二套筒上，且第二弹簧一端连接保护套，第二弹簧另一端连接第二套筒，相应地，保护套的内周设有抵接环，抵接环位于第二卡环与第二弹簧之间。

13、在一种可能的设计中，氢燃料电池电连接有储能电池。

14、在一种可能的设计中，水循环模块包括循环水箱和碱液水箱，循环水箱通过排水管连接氢燃料电池，碱液水箱通过进液管和出液管连接碱液铝制氢模块，循环水箱和碱液水箱之间设有连接管，碱液水箱上设有碱液浓度传感器，碱液浓度传感器通讯连接控制模块。

15、第二方面，本实用新型提供了一种系统，包括所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置。

16、有益效果：

17、所述快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置利用铝金属性质活跃的特点，使铝金属氧化制氢，既可以在常温进行，也无需通电电解；反应产生的氧化铝也可以通过热还原实现反复使用，反应产生的氢气既可以用于氢燃料电池，也可以直接提取氢气使用；此外，碱液铝制氢同时能够轻易提高或缩小制氢功率，以适配于不同的使用场景。

18、所述快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置通过水循环模块实现资源反复利用，即碱液铝制氢模块消耗水生成氢气，氢气供氢燃料电池使用并生成水，水循环模块收集反应生成的水并用于制作碱液，基于此，实现了水、氢的循环使用，更节约水资源，也更加环保。

19、所述快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置还具有快速更换功能，通过快换接头使得碱液铝制氢模块能够快速、高效进行拆装，及时更换已反应的碱液铝制氢模块，以保证持续供氢；同时对已反应的碱液铝制氢模块进行热还原，以达到循环利用的目的。基于此，所述快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置相对降低了使用成本，解决了由于贵金属导致的使用成本高的问题。

技术特征：

1.一种快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，其特征在于，包括碱液铝制氢模块(1)、变压吸附模块(2)、氢燃料电池(3)、水循环模块(4)和控制模块(5)；

2.根据权利要求1所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，其特征在于，碱液铝制氢模块(1)包括壳体和反应板(7)，壳体围成反应池，反应板(7)固定在反应池上，反应板(7)包括底板(71)和立板(72)，立板(72)设有若干个并间隔设置在底板(71)的顶面上，相邻立板(72)之间形成反应槽，且至少立板(72)由铝金属制成；相应地，第一管道连接壳体。

3.根据权利要求1所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，其特征在于，快换接头(8)包括第一套筒(81)、第二套筒(82)和保护套(83)，第一套筒(81)的一端插接至第二套筒(82)上，第一套筒(81)和第二套筒(82)之间设有第一连接结构(84)，保护套(83)套接在第二套筒(82)上并通过第二连接结构(85)连接第二套筒(82)，且保护套(83)位于第一套筒(81)和第二套筒(82)重叠部分；

4.根据权利要求3所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，其特征在于，锁紧结构(86)包括支座(801)、抵接面(802)、锁紧杆(803)和第一弹簧(804)，其中，支座(801)固定在第一套筒(81)或第二套筒(82)上，支座(801)对侧设有抵接面(802)，抵接面(802)构造为环形的圆锥面，锁紧杆(803)一端滑动设置在支座(801)上，锁紧杆(803)另一端延伸至抵接面(802)外，第一弹簧(804)套设在锁紧杆(803)上，且第一弹簧(804)一端固定连接锁紧杆(803)，第一弹簧(804)另一端抵接支座(801)。

5.根据权利要求3所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，其特征在于，第一连接结构(84)包括滚珠(805)和第一卡环(806)，第一套筒(81)的外周设有第一卡槽，滚珠(805)设有若干个并均布在第一卡槽上，第二套筒(82)的内周上设有第二卡槽，第一卡环(806)的部分插接在第二卡槽内；

6.根据权利要求1-5中任一项所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，其特征在于，氢燃料电池(3)电连接有储能电池(6)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，其特征在于，水循环模块(4)包括循环水箱(41)和碱液水箱(42)，循环水箱(41)通过排水管(303)连接氢燃料电池(3)，碱液水箱(42)通过进液管(102)和出液管(103)连接碱液铝制氢模块(1)，循环水箱(41)和碱液水箱(42)之间设有连接管(401)，碱液水箱(42)上设有碱液浓度传感器(402)，碱液浓度传感器(402)通讯连接控制模块(5)。

8.一种快速更换型碱液铝制氢水循环发电系统，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置。

技术总结
本技术公开了一种快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置及系统，所述快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置，包括碱液铝制氢模块、变压吸附模块、氢燃料电池和水循环模块；碱液铝制氢模块通过第一制氢管连接变压吸附模块，碱液铝制氢模块通过进液管和出液管连接水循环模块；氢燃料电池通过第二供氢管和返氢管连接变压吸附模块，氢燃料电池通过排水管连接水循环模块管。所述系统包括所述的快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置。所述快速更换型碱液铝制氢水循环发电装置利用铝金属性质活跃的特点，使铝金属氧化制氢，反应产生的氧化铝也可以通过热还原实现反复使用，反应产生的氢气既可以用于氢燃料电池，也可以直接提取氢气使用。

技术研发人员：郑嘉杰
受保护的技术使用者：溯元科技（广州）有限公司
技术研发日：20230112
技术公布日：2024/1/12